IDO1通过调控中性粒细胞胞外诱捕网形成促进多房棘球蚴感染的机制研究

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Veterinary Research 3.7

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  本研究针对多房棘球蚴感染引发的致命性寄生虫病——泡型包虫病(AE),揭示了免疫代谢酶IDO1通过激活NF-κB-IL-8信号轴促进中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)形成的新机制。青海大学团队通过构建小鼠感染模型,结合转录组测序、流式细胞术等多技术手段,首次证实IDO1通过调控NETs生成加速寄生虫感染进程,为开发靶向IDO1-NETs通路的AE治疗策略提供了理论依据。

  

在广袤的北半球高原地区,一种名为多房棘球蚴(Echinococcus multilocularis)的寄生虫正悄然威胁着人类健康。这种微小生物引发的泡型包虫病(Alveolar echinococcosis, AE)如同"虫癌"般在肝脏形成恶性肿瘤样病变,现有治疗手段却局限于手术切除,患者预后极不乐观。更令人担忧的是,寄生虫如何逃避免疫系统追杀的谜团始终未能破解,这成为研发新型疗法的关键瓶颈。

青海省动物医学科学院的研究团队将目光投向了免疫系统中的"双面间谍"——吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)。这种通常以抑制T细胞功能闻名的代谢酶,在寄生虫感染中竟展现出意想不到的新角色。研究人员通过腹腔注射活体原头蚴建立小鼠感染模型,运用转录组测序技术发现中性粒细胞胞外诱捕网(Neutrophil extracellular traps, NETs)形成通路显著激活。扫描电镜捕捉到令人震撼的画面:中性粒细胞像撒网般释放出DNA-蛋白质复合物,试图困住入侵的寄生虫。

为解析IDO1与NETs的隐秘联系,团队采用基因敲除(IDO1-/-)小鼠和药理学抑制剂双管齐下。流式细胞术显示感染后肝脏CD45+CD11b+Ly6G+中性粒细胞激增,而IDO1缺失使该现象显著减弱。免疫荧光和Western blot进一步揭示:IDO1通过上调瓜氨酸化组蛋白3(CitH3)、髓过氧化物酶(MPO)等NETs标志分子,促进网状结构的形成。当研究人员在体外用包囊液刺激中性粒细胞时,IDO1抑制剂组形成的NETs结构明显松散,证实其调控作用。

深入机制研究发现,IDO1像交响乐指挥般协调着复杂的免疫信号网络。基因集富集分析(GSEA)显示IDO1缺失会激活NF-κB和趋化因子通路。令人意外的是,虽然NF-κB经典通路被抑制,但其下游效应分子IL-8却受IDO1正调控。这种看似矛盾的现象揭示出精妙的平衡——IDO1通过增强IL-8表达招募更多中性粒细胞,又通过其他途径抑制NF-κB过度激活,最终实现NETs的精准调控。

该研究首次绘制出"IDO1-NF-κB-IL-8-NETs"的分子路线图,为理解寄生虫免疫逃逸提供了全新视角。更值得关注的是,团队发现循环游离DNA(cfDNA)和MPO-DNA复合物水平与感染进程显著相关,这为AE无创诊断提供了潜在生物标志物。论文发表在《Veterinary Research》上,不仅为靶向IDO1的免疫治疗指明方向,更启示通过调节NETs形成来平衡抗感染与免疫损伤的新策略。

关键技术方法包括:建立C57BL/6小鼠感染模型(2000个原头蚴/只);磁珠分选肝脏Ly-6G+中性粒细胞;转录组测序和KEGG通路分析;扫描电镜观察NETs形态;流式检测CD45+CD11b+Ly6G+细胞亚群;ELISA检测MPO-DNA复合物;PicoGreen荧光法量化cfDNA。

主要研究结果:

E. multilocularis诱导NETs形成
转录组测序显示NETs通路显著富集,扫描电镜直接观察到包囊液刺激产生的网状结构,证实寄生虫可激活中性粒细胞这一防御机制。

IDO1促进AE进展和NETs生成
IDO1敲除小鼠肝脏中性粒细胞浸润减少40%,NETs标志物CitH3、MPO等表达显著降低。囊肿生长相关基因14-3-3和II/3-10表达量仅为野生型的65%,证实IDO1的双重促感染作用。

IDO1-NF-κB-IL-8信号轴调控NETs
IDO1抑制剂处理使磷酸化p65水平升高2.3倍,同时IL-8表达受抑,证明该通路通过"刹车-油门"协同机制精细调控NETs形成。

研究结论指出,IDO1通过双重机制促进AE发展:一方面经传统途径抑制T细胞免疫,另一方面创新性地通过激活NETs形成加强先天防御。这种免疫代谢重编程为寄生虫创造了有利的微环境。该发现不仅解释了AE的发病机制,更提供了联合靶向IDO1和NETs的治疗新思路。鉴于NETs在多种感染性疾病中的重要作用,这一调控机制的揭示对广义的宿主-病原体相互作用研究也具有启示意义。

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